Glas-über-Kerze-Experiment

mr.chip Gast #909973
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Hallo

Dieses Experiment sollte wohl den meisten bekannt sein: Eine brennende 
Kerze steht im Wasser, dann wird (kopfüber) ein Glas darüber gestülpt, 
so, dass der Glasrand sich unter Wasser befindet. Die Kerze erlischt 
recht bald und saugt Wasser ins Glas. Dem erstaunten Zuschauer wird dann 
erklärt, dass eben Wasser nachrücken müsse, um die verbrannte Luft zu 
ersetzen.

Zwei Aspekte finde ich an dieser Erklärung allerdings höchst suspekt:

1. Welche chemische Reaktion bewirkt tatsächlich die 
Volumenverringerung? So lange die Anzahl der Gasmoleküle nicht abnimmt, 
verringert sich ja bekanntlich auch das Volumen (praktisch) nicht.

2. Eine Flamme ist bekanntlich recht heiss, also müssten ja auch ihre 
Abgase heiss sein, woraus eine Druckerhöhung folgt. Also nix mit 
Unterdruck und Wasser ansaugen.


Kann mir jemand helfen? :-)

Gruss
Michael
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Stefan Salewski Gast #909980
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Du bist wahrscheinlich schon auf dem richtigen Weg:

O2 wird in CO2 und H2O umgewandelt, von daher zunächst keine deutliche 
Volumenänderung. CO2 löst sich aber zum Teil in Wasser, und H2O 
kondensiert mehr oder weniger.

Das Entscheidende ist wohl aber: Die heißen Gase kühlen sich ab, wenn 
die Kerze ausgeht, daraus folgt die Volumenverringerung.
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Brain Gast #909981
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Ein sehr interessanter Gedanke. Ich hab grade mal drüber nachgedacht und 
komm auch zu keinem richtigen Schluss. Da die Kerze aus 
Kohlenwasserstoffen besteht, gibt es ja zwei Stoffe die verbrannt 
werden: Kohlenstoff und Wasserstoff.
C + O_2 --> CO_2  hier bleibt die Anzahl der Gasmoleküle auf jeden Fall 
gleich

4 H(aus der Verbindung also nicht in Gasform) + O_2 --> 2 H_2O   hier 
werden aus einem Gasmolekül zwei, wobei diese natürlich wieder flüssig 
werden können.

Eine andere Möglichekit als die Kondensation fälllt mir jetzt nicht als 
Ursache ein. Kann das wer bestätigen oder erklären, wie es wirklich ist.


Achja, die Druckerhöhung durch heiße Luft ist vermutlich im Verhältnis 
zu der Volumenminimerung, die ja offensichtlich auftritt, zu gering um 
das ganze umzukehren. Wenn ich mich richtig an diese 
Volumen-Druck-Temperatur-Molekülanzahl erinner, dann bilden Temperatur 
und Molekülanzahl ein Produkt. Und so extrem wie die Moleküländerung ist 
dann die Temperaturänderung (in Kelvin wohlbemerkt) nicht. Oder liege 
ich hier falsch?
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mr.chip Gast #909985
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> Das Entscheidende ist wohl aber: Die heißen Gase kühlen sich ab, wenn
> die Kerze ausgeht, daraus folgt die Volumenverringerung.

Hmm...das klingt eigentlich einleuchtend: Wenn das Glas über die Kerze 
gestülpt wird, füllt es sich bereits so stark mit heissen Gasen, dass es 
'zu wenig' Molekühle enthält. Wenn die sich dann auch noch abkühlen, ist 
alles klar.

Ich hol mir jetzt mal ein Glas und eine Kerze :-)
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Thilo M. Gast #911047
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Wenn du ein sehr hohes Glas (z.B. Weissbierglas) beutzt, dieses sehr 
schnell über die Kerze stülpst und so tief eintauchst, dass keine Luft 
entweichen kann, dann wird der Wasserpegel im Glas weniger steigen.
Der Effekt beruht nur auf der Ausdehnung der Luft, die restlichen 
Effekte kann man vernachlässigen.

Im Mittelalter hat man auf diese Weise 'medizinische' Behandlungen 
durchgeführt (Glas im inneren erhitzt und auf die Haut gedrückt => 
Vakuum entsteht und das Blut gelangt ins Glas, ähnlich wie beim 
Knutschfleck ;))
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Kevin K. Persönliche Seite #913024
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es ist das wasser, das bei der verbrennung entsteht, wenn du aus einer 
wasserstoffflasche mit druckminderer (!) eine kleine flamme in einen 
erlenmeyerkolben von vielleicht 2litern entstehen lässt, kannst du 
teilweise sogar die nachströmende luft hören. zudem siehst du dann nach 
kurzer zeit, wie sich unten im kolben wasser sammelt. ähnlich auch bei 
der kerze. die paraffine sind weitestgehend kohlenwasserstoffe, also 
entsteht bei der verbrennung, wie oben schon angemerkt, co2 und h2o. das 
kohlendioxid bleibt imho gasförmig und kühlt an der glaswand wieder etwa 
auf raumtemperatur ab, das erst gasförmige h2o kondensiert und nimmt im 
vergleich zum vorher gasförmigen zustand ein verschwindend keines 
volumen ein. es gelangt also vorerst fester kohlenstoff als co2 ins gas 
und vorher gasförmiger sauerstoff als wasser ins wasser.
in der luft ist sauerstoff als o2 vorhanden, wenn nun der kohlenstoff 
den sauerstoff verbrennt, entsteht c02, alleine durch die verbrennung 
der kohlenstoffmoleküle ändert sich die zahl der moleküle im gas also 
nicht. bei gleichem druck und gleicher temperatur (lassen wir das gas 
hinreichend abkühlen) nehmen die gleiche zahl an molekülen, egal, 
welcher art, immer das gleiche volumen ein. nun verbrennt aber 
zusätzlich noch der wasserstoff am o2 aus der luft. dieses wasser 
kondensiert und dadurch schwindet die zahl der moleküle im gas stark, 
sodass sich auch das volumen verkleinert, bis der entstehende unterdruck 
und der steigende wasserspiegel sich von den entstehenden kräften 
ausgleichen.
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